路基路面作业复习资料.(DOC)

路基路面工程复习资料
By歌舞飛揚第一章、总论
名词解释：
1、路基零界高度：与分界稠度相对应的路基（路槽底部）离地下水位或地表积水水位的高度称为路基零界高度H。

2、槽式横断面：在路基上按路面行车道及硬路肩设计宽度开挖路槽，保留土路肩，形成浅槽，在槽内铺筑路面。

3、全铺式横断面：在路基宽度范围内全幅铺筑路面。

概念：
1、路基路面的基本性能：承载能力、稳定性、耐久性、表面平整度、表面抗滑性。

2、影响路基路面稳定性因素：地理条件、地质条件、气候条件、水文和水文地质条件、土的类别
4、土的分类：巨粒土、粗粒土、细粒土和特殊土
5、路基干湿类型：干燥、中湿、潮湿、过湿
6、路面根据力学特性分为：柔性路面、刚性路面、半刚性路面
7、柔性路面：主要包括各种沥青处理和未经处理的粒料基层和各类沥青面层、碎（砾）石面层或块石面层组成的路面结构。

8、刚性路面：主要指用水泥混凝土做面层或基层的结构。

9、半刚性路面：用水泥、石灰等无机结合料处治的土或碎（砾）石及含有水硬性结合料的工业废渣做基层的路面结构。

简答：
1、道路结构承载能力的含义？如果发生结构承载能力不足会出现哪些破坏形式？
答：道路结构承载能力包括强度与刚度两方面。

路面结构应具有足够的强度以抵抗车轮荷载引起的各个部位的各种应力，保证不发生压碎、拉断、剪切等各种破坏。

路基路面整体结构层应具有足够的刚度，使得在车轮荷载作用下不发生过量的变形，保证不发生车辙、沉陷或波浪等各种病害。

2、为何在路表上开挖或填筑路基可能会出现路基失稳的状态？
答：在地表上开挖或填筑路基，必然会改变原地面地层结构的受力状态。

原来处于稳定状态的地层结构，有可能由于填挖筑路而引起不平衡，导致路基失稳。

（如在软土底层上修筑高路堤，或者在岩质或土质山坡上开挖深路堑时，有可能由于软土层承载能力不足，或者由于坡体失去支撑，而出现路堤沉落或坡体坍塌破坏。

路线如选在不稳定的地层上，则填筑或开挖路基会引发滑坡或坍塌等病害出现。

）
3、大气降水会对路基路面稳定性造成什么样的影响？
答：大气降水使得路基路面结构内部的湿度状态发生变化，低洼地带路基排水不良，长期积水，会使得矮路堤软化，失去承载能力。

山坡路基，有时因排水不良，会引起滑坡或边坡滑塌。

水泥混泥土路面，如果不能及时将水分排出结构层，会发展唧泥现象，冲刷基层，导致结构层提前破坏。

沥青混泥土路面中水分的侵蚀，会引起沥青结
构层剥落，结构松散。

砂石路面在雨季时，会因雨水冲刷和渗入结构层，而导致强度下降，产生沉陷、松散等病害，因此防水、排水是确保路基路面稳定的重要方面。

4. 大气温度周期性变化对路基路面稳定性的影响有哪些？
答：大气温度周期性的变化对路面结构的稳定性有重要的影响。

高温季节沥青路面软化，在车轮荷载的作用下产生永久性变形，水泥混泥土路面在高温季节因结构变形产生过大的内应力，导致路面压曲破坏。

北方冰冻地区，在低温冰冻季节，水泥混泥土路面、沥青路面、半刚性基层由于低温收缩产生大量裂缝，最终失去承载能力。

在严重冰冻区，低温引起路基不稳定的原因是多方面的，低温会引起路基收缩裂缝，地下水丰富的地区，低温会引起冻胀，路基上面的路面结构也随之发生断裂。

春天融冻季节，在交通繁重的路段，有时会引起翻浆，路面路基发生严重破坏。

5、道路表面不平整会带来哪些不利因素？
答：道路表面平整度是影响行车安全、行车舒适性以及运输效益的重要使用性能。

特别是高速公路，对路面平整度的要求更高。

不平整的路表面会增大行车阻力，并使车辆产生附加的振动响应。

这种振动响应会造成行车颠簸，影响行车的速度和安全、驾驶的平稳和乘客的舒适。

同时，振动响应还会对路面施加冲击力，从而加剧路面和汽车机械的损坏和轮胎的磨损，并增大油料的消耗，不平整的路面还会积滞雨水，加速路面的破坏。

6、路面抗滑能力不足会带来哪些问题？可通过哪些方法解决这样的问题？
答：路面抗滑能力不足，轮胎与路面之间缺乏足够的附着力和摩擦力。

雨天高速行车、紧急制动、突然起动，或爬坡、转弯时，轮胎也易产生空转或打滑，致使行车速度降低，油料消耗增多，甚至引起严重的交通事故。

路面表面的抗滑能力可以通过采用坚硬、耐磨、表面粗糙的粒料修筑路面表层来实现，有时也可以采用一些工艺措施来实现，如水泥混凝土路面的刷毛或刻槽等。

此外，路表面的积雪、浮冰或污泥等，也会降低路面的抗滑性能，必须及时予以清除。

7、简述路基产生冻胀翻浆的过程？哪种类型的路基易产生冻胀翻浆？
答：由于湿度与温度变化对痢疾产生的共同影响称为路基的水温状况。

沿路基深度出现较大的温度梯度时，水分在温差的影响下以液态或气态由热处向冷处移动。

在土的结构中水以薄膜的形成由温度较高处向冻结中心周围流动，因此冬天上层路基湿度大量聚集，聚集的水结冰后体积增大，是路基隆起而造成面层开裂，即冻胀现象。

春天化冻时，聚集在路基上层的水分先融解，水分难以迅速排出，造成路基上层的湿度增加，路面承载能力下降，经过车辆的反复作用，路基结构会产生较大的变形，严重时，路基土以泥浆的形式从涨裂的路面缝隙中冒出来，形成了翻浆。

对于渗透性较高的砂性土以及渗透性很低的黏性土，水分不易积聚，因此不易发生翻浆和冻胀；对于粉性土和极细砂，由于毛细水活动力强，极易发生冻胀翻浆。

8. 如何判断公路路基干湿类型？设计路基时应保证路基处于哪种干湿类型？
答：对已有道路：以不利季节路槽表面以下80cm深度内土的平均稠度来确定，分别与分界相对稠度Wc1、WC2、WC3作比较来判断干湿类型。

对新建道路：用路基设计高度与路基临界高度作比较，由此来确定路基的干湿类型。

设计路基时应保证路基处于干燥或中湿状态，路槽底距地下水或地表积水的距离，要大于或等于干燥、中湿状态所对应的临界高度。

9. 设置路拱横坡的作用？
答：为了保证路表面的雨水及时排出，减少雨水对路面的浸润和渗透而减弱路面结构强度，路面表面应做成直线形或抛物线形的路拱。

10. 按照层位功能的不同，路面结构分为哪三个主要层次？并简述各层的功能？
答：主要层次：面层；基层；垫层。

功能：
面层：直接同行车及大气接触的表面层次，承受较大行车荷载的垂直力、水平力和冲击力的作用，同时还受到降雨的浸蚀和气温变化的影响。

基层：面层下部承受由面层传来的车辆荷载垂直力，并将力扩散到下面的垫层及土基中去。

垫层：改善土基的湿度和温度状况，使面层与基层免受土基水温状况变化的不良影响，扩散基层传递的荷载应力、减小土基的应力与变形，阻止路基土挤入基层。

11、简述柔性路面结构的力学特性？
答：总体结构刚度较小，在车辆荷载作用下产生较大的竖向弯沉；路面结构本身的抗弯拉强度较低；车辆荷载通过各结构层传递给土基，使土基承受较大的单位压力；结构主要靠抗压强度和抗剪强度承受车辆荷载的作用。

12、简述刚性路面结构的力学特性？
答：水泥混凝土刚度大，在车辆荷载的作用下，水泥混凝土结构层处于板体工作状态，竖向弯沉较小；路面结构主要靠水泥混凝土板的抗弯拉强度承受车辆荷载；通过板体的扩散分布作用，传递给基础上的单位压力较柔性路面小得多。

13、简述半刚性基层沥青路面结构的力学特性？
答：在前期具有柔性路面的力学性质，后期的强度和刚度均有较大幅度的增长，但最终的强度和刚度仍远小于水泥混凝土。

第二章、行车荷载、环境因素、材料的力学性质
名词解释：
温度梯度：单位深度内的平均温度坡差。

轮迹横向分布系数：车辆在道路上行驶时，轮迹的宽度小于车道的宽度，而总的轴载通行次数按一定规律分布在横断面上，取50cm宽度范围内，所受到的轨迹作用次数与通过该车道横断面的轨迹总作用次数比。

路基工作区：在路基某深度Za处，当车轮荷载引起的垂直应力σz与路基土自重引起的垂直应力σB相比所占比例很小，仅为1/10-1/5时，该深度Za范围内的路基称为路基工作区。

CBR：加州承载比是（由美国加利福尼亚州提出的）一种评定土基和路面材料承载能力的指标。

承载能力以材料抵抗局部荷载压入变形的能力表征，并使用高质量标准碎石为标准，以它们的相对比值表示CBR值。

简答：
1、静载和动载作用下的路面结构变形特性有何区别？
答：静载：当汽车处于停驻状态时，对路面的作用力为静态压力，主要是由轮胎传给路面的垂直压力p，直接取内压力作为接触压力，并假定在接触面上压力是均匀分布的。

动载：行驶状态的汽车给路面施加垂直静压力、水平力、振动力。

在水平荷载的作用下，结构层产生复杂的应力状态，特别是面层结构，受水平荷载作用，需保证抗剪强度。

行驶的汽车对路面施加的荷载有瞬时性，车轮通过路面上任一点，路面承受荷载的时间是很短的，大约只有0.01～0.10s左右。

在路面以下一定深度处，应力作用的持续时间略长一点，但仍然是十分短暂的。

由于路面结构中应力传递是通过相邻的颗粒来完成的，若应力出现的时间很短，则来不及传递分布，其变形特性便不能像静载那样呈现得那样完全。

动荷载作用下路面变形量的减小，可以理解为路面结构刚度的相对提高，或者是路面结构强度的相对增加。

2、路面结构设计为何要考虑荷载重复作用次数？
答：路面承受一次轮载作用和承受多次重复轮载作用的效果并不一样。

对于弹性材料，在重复荷载作用下，呈现出材料的疲劳性质，也就是材料的强度将随荷载重复次数的增加而下降；对于弹塑性材料，如土基和柔性路面，在重复荷载作用下，将呈现出变形的逐渐增加，称为变形积累。

所以对于路面设计，不仅要重视轴重静力与动力的量值，道路通行的各类轴载的通行数量也是重要的因素。

3、道路结构计算中所需的轴载谱是如何获取的？
答：根据实测的通过轴载次数和相应的轴载，在以轴载为横坐标，频率为纵坐标的平面直角坐标系中作出直方图，作为该道路通行的各级轴载的典型轴谱图。

4、道路结构内部的温度应力和湿度应力是如何产生的？
答：路基土和路面材料的体积随路基路面结构内温度和湿度的升降而引起膨胀和收缩。

由于温度和湿度是随环境而变化的，而且沿着结构深度呈不均匀分布，因此在不同时期和不同深度处，胀缩的变化也是不同的。

如果这种不均匀的胀缩因某种原因受到约束而不能实现时。

路基和路面结构内便产生附加应力，即温度应力和湿度应力。

5、在公路设计和施工中确定路基工作区的主要作用?
答：路基工作区内，土基的强度和稳定性对保证路面结构的强度和稳定性极为重要，对工作区深度范围内的土质选择，路基的压实度应提出较高的要求。

当工作区深度大于路基填土高度时，行车荷载的作用不仅施加于路堤，而且施加于天然地基的上部土层，因此路基工作区范围深度内的天然地基上部土层应进行超挖，并进行分层回填压实。

6、荷载作用下路基土产生的过大变形对路面结构有哪些影响？
答：路基产生的过大的变形，包括弹性形变和塑性形变两部分。

过大的塑性形变将导致各种沥青路面产生车辙和纵向不平整，对于水泥混凝土路面，路基土的塑性形变将引起板块断裂。

弹性变形过大，将使得沥青面层和水泥混凝土面板产生疲劳开裂。

7、用于表征土基承载力的参数指标有哪些？
答：土基回弹模量、地基反应模量和加州承载比（CBR）。

8、路基沉陷的形式和原因？
答：路基沉陷是指路基表面在垂直方向产生较大的沉落。

路基的沉陷可以有两种情况，一是路基本身的压缩沉降：由于路基填料不当，填筑方法不合理，压实度不足，在路基堤身内部形成过湿的夹层等因素，在荷载和水温作用下，引起路基沉缩。

二是地基沉陷：是指天然地基有软土、泥沼、或不密实的松土存在，承载能力极低，路基修筑前未经过处理，在路基自重作用下，地基下沉或两侧挤出，引起路基下陷。

9、边坡滑塌是如何产生的？
答：路堤边坡坡度过陡，或边坡坡脚被冲刷淘空，或填土层次安排不当是路堤边坡发滑坡的主要原因。

路堑边坡滑坡的主要原因是边坡高度和坡度与天然岩土层次的性质不相适应。

黏性土层和蓄水的砂石层交替分层且有倾向于路堑方向的斜坡层理存在时，就容易造成滑动。

10、碎落和崩塌产生的原因？
答：碎落是指路堑边坡风化岩层表面，在大气温度与湿度的交替作用，以及雨水冲刷和动力作用下，表层岩石从坡面上剥落下来，向下滚落。

大块岩石脱离坡面沿边坡刚奈落称为崩塌。

11、在什么情况下会产生路基沿山坡滑动这一破坏形式？
答：在较陡的山坡填筑路基，若路基的底部被水浸湿，行成滑动面，坡脚又未进行必要的支撑，在路基自重和行车荷载作用下，整个路基沿倾斜的原地面向下滑动，路基整体失去稳定性。

第三章、一般路基设计
名词解释
路床：指路面底面以下0.80m范围内的路基部分。

在结构上分为上路床及下路床两层。

路基横断面典型形式：路堤、路堑、填挖结合
路基宽度：路基宽度为行车道路面及其两侧路肩宽度之和。

高等级道路还包括中间带、路缘石、变速车道、爬坡车道、紧急停车带等。

路基高度：是指路堤的填筑高度或路堑的开挖深度，是路基中心线处设计高程和原地面高程之差。

路基边坡坡度：用边坡高度与边坡宽度之比H:b的形式表示，并取H=1计算为1:m（路堤）或1:n（路堑）的形式表示边坡坡度。

最佳含水量：土的压实效果同压实时土的含水量有关，存在一最佳含水量，在此含水量条件下，采用一定的压实功能可以达到最大密实度，获得最经济的压实效果。

最佳含水量是一个相对值，随压实功能的大小和土的类型而变化。

路基土的压实度：是筑路材料压实后的干密度绝对值值与标准击实法得到的最大干密度的比值的百分数。

简答：
1、确定路基的高度应综合考虑哪些因素？
答：需综合考虑路线纵坡要求、路基稳定性和工程经济等因素确定的。

从路基的强度和稳定性要求出发，路基上部土层应处于干燥或中湿状态，路基高度应根据临界高度并结合公路沿线具体条件和排水及防护措施确定路堤的最小填土高度。

2、路基横断面主要有哪三种类型？对应于不同的路基类型可能会出现哪些病害？答：路堤、路堑、半填半挖路基。

病害：①路堤：矮路堤易受地面水和地下水的影响，地面横坡较陡时，填方路堤易沿山坡向下滑动；高路堤易发生水流侵蚀和冲刷坡面。

②路堑：挖方路基处于土层地下水文状况不良可能导致路面的破坏；排水不利。

③半填半挖路基：兼有路堤和路堑两者的病害。

3、土体的最佳含水量是否为一固定值？
答：不是。

最佳含水量是一个相对值，随压实功能的大小和土的类型而变化。

所施加的压实功能越大，压实土的细粒含量越少，则最佳含水率越小，而最大密实度越高。

第4章路基稳定性分析计算
简答题
1. 路基边坡稳定性分析时需要土的哪些实验资料？如何考虑行车荷载作用？
答：合理选定岩土的性质，岩石计算参数，如粘结力、内摩擦角及单位体积重力。

行车荷载是边坡稳定性分析的主要作用之一，计算时将车载换算成相当于路基岩土层厚度，计入滑动体的重力中去，换算成土柱高可按宽度布置在行车部分范围内，或者考虑到路肩上有可能驶入或停歇车辆，而且分布在整个路基宽度上。

2、直线滑动面法和圆弧滑动面法各自适应的条件是什么？
答：直线法适用于砂土和砂性土（两者合称砂类土），土的抗力以内摩擦力为主，粘聚力甚小。

边坡破坏时，破裂面近似平面。

圆弧滑动面法：适用于高塑形土、软土，一般来说土均具有一定的粘结力，因此边坡滑动面多数呈现曲面。

3. 边坡稳定性计算时如何考虑行车荷载作用？
答：边坡稳定性分析时须将行车荷载换算成相当于路基岩土层厚度，计入滑动体的重力中去。

换算土柱高可按宽度布置在行车部分范围内；或者考虑到路肩上有可能驶入或停歇车辆，而分布在整个路基宽度上。

4. 简述用试算法确定砂类土路基稳定性的过程？
答：①先假定路堤边坡值；②然后通过坡脚A 点，假定3到4个可能的破裂面，求出相应的稳定系数Ki 值，得到关系曲线；③在其上找到最小稳定系数及其对应的极限破裂角,进而确定其稳定性。

5、对砂类土ω
ϕtan tan =K （摩擦系数ϕtan 、滑动系数ωtan ） 黏性土∑∑=0
y M M K （滑动力矩M 0i 、抗滑力矩M yi ）
6、4.5H 法确定圆心（P76～77）
第5章 路基防护与加固
简答题
1、简述坡面防护的作用？
答：坡面防护的作用：保护路基边坡表面免受雨水冲刷；减缓温差及湿度变化的影响；防止和延缓软弱岩土表面的风化、碎裂、剥蚀演变进程；保护路基边坡的整体稳定性；在一定程度上兼顾路基美化和协调自然环境。

2、常见的坡面防护有哪些，及适用条件？
答：①植物防护：使用于坡度不大，边坡比较平缓的土质坡面。

②工程防护适用于不宜用植物防护或考虑就地取材的边坡，采用砂石、水泥、石灰等矿质材料进行坡面防护。

3、在软土地基上铺设砂垫层的作用？
答：在软土地基上铺设厚度为0.5～1.2m 的砂层，称为砂垫层，其作用为： ① 作为软土层固结所需的上部排水层
② 作为路堤内的底部排水层，以降低路堤内水位或降低路堤内湿度。

③ 改善路堤和地基处理工程施工时的机械作业条件。

④ 软土层薄时，单独用作地基处理（固结排水）措施。

4、简述超载预压法及其作用？
答：路堤填筑到超过设计标高的高度，使软土地基受到超载作用而加速固结沉降，从而可较早地达到路堤设计荷载下的沉降量，并减少路面铺筑后的剩余沉降量。

5、软土地基内设置竖向排水井的作用？
答：软土层厚而渗透性小时，软土地基的自然固结慢。

有效地加速固结措施是在软土层内引入排水单元。

竖向排水法是在地基内设置竖向排水井，缩短排水距离，加速固结排水，提高固结速度。

6、简述挤密桩法、加固土桩法及其作用？
答：（1）挤密桩法：用冲击或振动方法，将砂或碎石等粒料挤入软土地基内，形成直径较大的桩体，并同原地基一起形成复合地基。

主要作用为：①使桩周围的土体变密实；②支承路堤很大一部分重量；③加速周围软土的固结；④防止砂土地基液化
（2）加固土桩法：采用螺旋钻在软土层内开孔，或者用末端闭合式套管压入软土层内，而后将水泥、生石灰、粉煤灰等加固材料灌入孔内，利用加固材料的吸水消解和生成化合物等，降低周围黏性土中的含水率，从而提高地基的强度和减小沉降量。

第6章挡土墙设计
简答题
1. 挡土墙的作用?
答：挡土墙的作用①防止路基边坡或基底滑动；②收缩坡脚，减少占地面积，保护重要建筑物；③防止水流冲刷和浸蚀，防止压缩河床等作用；④支挡滑坍，缩短涵洞长度，保护桥台及连接路堤等作用。

2. 根据墙背倾斜方式的不同，墙身断面形式如何分类？各自有何特性？
答：根据墙背倾斜方式的不同，墙身断面形式可分仰斜、垂直、俯斜、凸形折线式、衡重式等几种。

仰斜墙背所受的压力最小，垂直墙背次之。

仰斜式墙背断面较经济，且当用作路堑墙时，墙背与开挖的边坡较贴合，所以开挖与回填量均较小；但当墙趾处地面横坡较陡时，采用仰斜式墙背会使墙高增加，断面增大，因此仰斜式墙背不宜用于地面横坡较陡处。

俯斜墙背所受的压力较大，因此墙身断面比仰斜式要大。

但当地面横坡较陡时，俯仰式挡土墙可采用陡直的墙面，从而减小墙高。

俯斜墙背的坡度减缓固然对施工有利，但所受压力亦随之增加，致使断面增大，因此墙背坡度不宜过缓。

凸形折线式墙背，上部俯斜下部仰斜，故其断面较为经济。

衡重式墙背可视为在凸形折线式的上下墙之间设一衡重合，并采用陡直墙面。

3. 挡土墙设置排水措施有哪些？简述其作用？
答：排水设施包括地面排水和墙身排水两部分。

地面排水主要是防止地表水渗入墙背填料或地基，造成墙后积水，使墙身承受额外的静水压力；墙身排水主要为了迅速排除墙后积水，通常在非干砌的挡土墙身的适当高度处设置一排或数排泄水孔。

4. 挡土墙设置沉降缝与伸缩缝的作用？
答：为防止因地基不均匀沉陷而引起墙身开裂，应根据地基地质条件及墙高墙身断面的变化情况，设置沉降缝；为了减少圬工砌体因硬化收缩和温度变化作用而产生的裂缝，须设置伸缩缝。

5. 在进行挡土墙横断面形式选择时应如何考虑？
答：挡土墙的断面形式和位置，均应根据实际情况分析计算后确定。

例如，路肩墙与路堤墙的墙高与圬工数量相近，基础情况亦相仿时，宜作路肩墙，因为采用路肩墙可。